HFVN - Nhìn bộ dàn âm thanh, dễ nhận thấy loa là thiết bị nổi bật nhưng không phải ai cũng biết rằng hoạt động của nó có ảnh hưởng quan trọng tới âm thanh của toàn bộ hệ thống. Nhờ có bộ loa, tín hiệu điện được chuyển hóa thành sóng âm khiến tai có thể nghe được.
Tất cả các loại loa đều hoạt động dựa trên nguyên tắc căn bản là làm không khí chuyển động theo sự điều khiển của tín hiệu điện để tạo nên các sóng âm lan truyền trong không khí, tác động tới tai người nghe và giúp chúng ta thưởng thức được âm nhạc…
Có nhiều cách thức vận dụng nguyên tắc này, nhưng chúng tôi phân loại thành năm nhóm chính, tương ứng với năm loại loa khác nhau, đó là loa điện động, loa mành tĩnh điện, loa mành nam châm, loa kèn và một loa khá mới mẽ, có cấu tạo đặc biệt, đó là loa plasma
LOA ĐIỆN ĐỘNG
Loa điện động là loại phổ biến nhất trong tất cả các loại loa. Về cấu tạo, loa điện động bao gồm các bộ phận: xương loa, nam châm, cuộn dây động, màng loa, nhện, và gân loa. Màng loa được thiết kế theo hình nón hoặc vòm, tạo nên một bề mặt chuyển động và sinh ra các luộng khí, từ đó, hình thành nên sóng âm. Bộ phận nâng đỡ và gắn kết màng loa cùng tất cả các chi tiết khác của loa là xương loa – thường làm từ sắt dập hoặc đúc bằng hợp kim nhôm hay gang.
Loa điện động là loại phổ biến nhất trong tất cả các loại loa. Về cấu tạo, loa điện động bao gồm các bộ phận: xương loa, nam châm, cuộn dây động, màng loa, nhện, và gân loa. Màng loa được thiết kế theo hình nón hoặc vòm, tạo nên một bề mặt chuyển động và sinh ra các luộng khí, từ đó, hình thành nên sóng âm. Bộ phận nâng đỡ và gắn kết màng loa cùng tất cả các chi tiết khác của loa là xương loa – thường làm từ sắt dập hoặc đúc bằng hợp kim nhôm hay gang.
Xung quanh màng loa là gân loa, có chức năng kết nối màng loa với xương loa, cho phép màng loa có thể chuyển động lên xuống. Gân loa có thể ví như là trục của bánh xe, vừa gắn bánh xe vào thân xe, vừa cho phép bánh quay tròn. Gân loa còn giúp màng loa quay trở lại vị trí đứng yên sau khi chuyển động.
Một “đồng nghiệp thân cận” của gân loa, cùng làm công việc giữ cho màng loa ổn định vị trí sau khi chuyển động là con nhện. Nó được đặt sát đáy của màng loa hình nón. Phần lớn con nhện đều được uốn lượn sóng như hình mài lợp.
Cuộn dây động được quấn bằng đồng quanh một lõi hình trụ. Tín hiệu xoay chiều từ ampli được đưa vào cuộn dây rồi đi qua các vòng dây, và sinh ra từ trường. Từ trường này tương tác với từ trường của nam châm loa, tạo ra các chuyển động lên xuống. Mức độ dao động của cuộn dây tỷ lệ với dòng điện chạy trong cuộn dây đó. Cuộn dây động có một đầu gắn chặt với nón loa, vì thế các dao động từ cuộn dây được truyền tới nón loa và làm rung động cả nón loa, từ đó phát ra âm thanh. Loa điện động dù là loa trầm, loa trung hay loa treble… đều hoạt điện động dựa trên nguyên tắc này để tạo ra âm thanh. Tất nhiên, tùy từng dải tần mà các loa có nhiều kiểu cấu tạo và kích cỡ khác nhau. Để có một thùng loa hoàn chỉnh, người ta có thể chỉ cần sử dụng chiếc loa điện động duy nhất (chẳng hạn như trường hợp loa toàn dải – full range). Tuy nhiên, để có được phổ âm thanh thật đầy đủ và tránh hiện tượng các loa bị méo tiếng do hoạt động ở những dải tần không thích hợp, người ta cần phải phối hợp nhiều loa điện động khác nhau trong cùng một thùng loa, bởi vì không có chiếc loa con nào có thể một mình tải được tất cả các tần số này. Và công việc phân chia các dải tần cho từng loa con lại thuộc về một bộ phận khác trong thùng loa, đó là bộ phân tần.
- BỘ PHÂN TẦN:
Bộ phần tần là mạch điện gồm các linh kiện như tụ, trở và cuộn dây… Các tần số cao khoảng từ 3.000Hz trở lên sẽ được bộ phận này chuyển đến loa treble, từ 3.000Hz xuống 200Hz sẽ tới loa trung, dưới 200Hz tới loa trầm. Nói như thế, không có nghĩa là bộ phân tần có thể tách tuyệt đối âm thanh ra 3 dải mà giữa các dải âm đều có sự giao thoa hay bao trùm lên nhau ở một khoảng cách tần số nào đó. Ví dụ, ta lấy điểm phân tần là tần số 3.000Hz. Trên điểm này, loa treble xử lý các tần số cao, dưới điểm này là nơi loa trung và trầm tải tần số trung và trầm. Thực ra, loa treble sẽ tái hiện một số tín hiệu dưới điểm 3.000Hz và loa trung sẽ tái hiện một số tính hiệu trên điểm phân tần. Tuy nhiên, âm thanh phát ra từ loa treble dưới điểm phân tần sẽ giảm theo một độ dốc nhất định. Độ nghiêng càng lớn thì loa treble càng sả sinh ra ít tần số dưới điểm 3.000Hz và ngược lại. Cách thiết kế bộ phân tần phụ thuộc vào loại loa con sử dụng. Chất lượng của phân tần ảnh hưởng nhiều đến chất lượng âm thanh của cả thùng loa.
- PHÂN LOẠI LOA CON:
Có ba loại loa con chính: treble, trung, bass. Loa treble tái hiện tần số cao, đường kính từ 1-2inch. Nhiều loa treble được thiết kế theo dạng dome (vòm) từ các chất liệu như titani-um, nhôm, lựa, nhựa… và chúng tôi đòi hỏi phải được thiết kế sao cho đủ nhẹ để có thể chuyển điện động rất nhanh hàng mấy ngàn dao động mỗi giây. Loa trung xử lý tần số trung, thường từ 2.000 hoặc 3.000Hz xuống tới 200 hoặc 500Hz. Phần lớn loa trung đều có hình nón và dùng chất liệu: nhựa, Kevlar, giấy, polypropylen để làm màng. Kích cỡ dao điện động từ 4 – 8inch. Loa trầm (bass) giống như loa trung nhưng có kích cỡ lớn hơn, thường được thiết kế theo hình nón và dùng chất liệu màng: nhựa, polypropylene hoặc giấy. Kích cỡ: 6 – 8inch. Loa siêu trầm là loa đặc biệt tải tần số thấp nhất (khoảng 80Hz trở xuống) và có đường kính từ 10inch trở lên.
- NHƯỢC ĐIỂM CỦA LOA ĐIỆN ĐỘNG:
Loa điện động hoạt động rất linh hoạt, sử dụng tiện lợi, đặc biệt ở tần số thấp nhưng phiền toái ở chỗ nó cần phải có bộ phân tần, và thùng phải lắp nhiều loa con. Sự cồng kềnh này không tránh khỏi hiện tượng suy hao tín hiệu. Ngoài ra, âm thanh ở gần điểm phân tần thường bị suy giảm khiến cho âm màn âm thanh tổng thể không mượt mà như khi chúng được tái hiện mà không có độ phân tần. Do những nhược điểm trên, để phátra âm thanh tốt, loa điện động cần tới một lượng điện năng khá lớn, một phần để chuyển động duộn dây, phần lớn khác chỉ để làm nóng cuộn dây. Chúng cũng cần một nam châm to và một cấu trúc thùng nâng đỡ thật khỏe, tương xứng với trọng lượng của các loa con. Tuy nhiên, vì dễ chế tạo nên loại loa này rất phổ biến trong mọi thiết bị hi-fi.
LOA MÀNH TĨNH ĐIỆN
Với ưu điểm màng loa nhẹ và không cần dùng bộ phân tần, loa tĩnh điện đã ra đời và khắc phục những tồn tại trên của loa điện động. Thay vì sử dụng loa con, các thiết kế loa tĩnh điện chỉ dùng một chiếc mành treo trong từ trường tích điện. Chiếc mành này vừa rộng, vừa cao (khoảng 1m2), rất phẳng, mịn và cực kỳ nhẹ nên rất nhạy cảm với những dao điện động của tần số âm thanh. Chiếc mành này thay thế các loa con trong loa điện động, do vậy, loa tĩnh điện không cần tiến bộ phân tần và tránh được các nhược điểm đi kèm bộ phân tần.
Với ưu điểm màng loa nhẹ và không cần dùng bộ phân tần, loa tĩnh điện đã ra đời và khắc phục những tồn tại trên của loa điện động. Thay vì sử dụng loa con, các thiết kế loa tĩnh điện chỉ dùng một chiếc mành treo trong từ trường tích điện. Chiếc mành này vừa rộng, vừa cao (khoảng 1m2), rất phẳng, mịn và cực kỳ nhẹ nên rất nhạy cảm với những dao điện động của tần số âm thanh. Chiếc mành này thay thế các loa con trong loa điện động, do vậy, loa tĩnh điện không cần tiến bộ phân tần và tránh được các nhược điểm đi kèm bộ phân tần.
Tuy nhiên, loa tĩnh điện cũng có mặt trái là chiếc mành quá mỏng và rộng bản của nó không thể di chuyển được những khoảng cách lớn để có thể tái hiện các tần số thấp như loa điện động. Do vậy, nhiều loa mành phải dùng đến loa trầm điện động và một bộ phân tần.
Các loa tĩnh điện cũng không thể tái hiện âm thanh sôi động, biến hóa như loa điện động như nếu để thể hiện những nét tinh tế của âm nhạc, đặc biệt ở tần số trung và cao lại là sở trường của loại loa này.
Một khó khăn khác mà loa tĩng điện gặp phải, đó là mặt thiết kế. Chúng hoạt động được nhờ có một tấm mành mỏng đặt giữa hai tấm kim loại. Một điện áp một chiều rất cao (hàng ngàn vôn) được đưa vào các tấm kim loại, hình thành nên một điện trường giữa không gian hai tấm đó. Trong khi đó, tấm mành nhận dòng điện xoay chiều từ ampli và liên tục thay đổi dấu điện cực. Sự thay đổi này khiến cho mành bị đẩy hoặc kéo khỏi các tấm kim loại và nó sinh ra sự dịch chuyển không khí, tạo âm thanh. Vấn đề là để có điện áp cao, loa phải kết nối với ổ điện. Điều này có thể gây phiền hà cho những thính giả sống trong các căn nhà không có sẵn ổ điện ở khu vực gần loa.
Các loa tình điện chủ yếu dùng nghe stereo, chúng thường ít xuất hiện trong các hệ thống rạp hát tại gia. Âm thanh rất trong trẻo và chi tiết ở dải tiếng trung và treble. Tuy nhiên, chúng lại hơi hạn chế về vị trí đặt loa. Ngoài ra, để có được tiếng bass thật chắc và khỏe, hầu hết loa tĩng điện được phối hợp với loa siêu trầm hoặc lắp một chiếc loa trầm ở bên trong. Hãng làm loa tĩnh điện có tiếng là Martin Logan ở Mỹ.
LOA MÀNH NAM CHÂM
Tương tự loa tĩnh điện, loa mành nam châm không hoạt động theo kiểu “điện động” như loa điện động nhưng nó có điểm khác biệt là không cần phải cắm vào ổ điện trên tường.
Tương tự loa tĩnh điện, loa mành nam châm không hoạt động theo kiểu “điện động” như loa điện động nhưng nó có điểm khác biệt là không cần phải cắm vào ổ điện trên tường.
Nếu loa tĩnh điện vận hành được nhờ có một chiếc mành nhẹ treo giữa hai tấm kim loại tích điện thì loa mành nam châm thay thế tấm mành mỏng, và rộng này bằng một dải ruy-băng kim loại mỏng, treo giữa hai nam châm. Loa này hoạt điện động khi có một dòng điện chay qua ruy-băng kim loại này. Khi đó, ruy-băng sẽ bị các nam châm đẩy và hút. Sự chuyển động này sinh ra sóng âm trong không khí bao quanh ruy-băng.
Tấm ruy-băng mỏng nhẹ giúp loa mành nam châm phản ứng nhanh nhạy với tín hiệu tiếng và trình diễn âm thanh một cách trong trẻo nên tái hiện các tần số cao rất hợp. Loa mành nam châm có dải ruy băng dài khoảng vài inch, thường đóng vai trò làm loa treble và nó kết hợp rất tuyệt với loa trung/trầm điện động. Giống như loa tĩng điện, loa mành nam châm thường đi liền các loa trầm điện động Thường giữa vị trí loa dành cho âm nhạc hai kênh, tất nhiên loại loa này cũng có mặt trong các hệ thống rạp hát gia đình đa kênh. Có thể kể đến Apogee, Magnepan… là những hãng làm loa mành nam châm có tiếng.
Treble plasma Corona được ứng dụng cho của Lansche Audio (Germany)
LOA PLASMA
Đây là loại loa hết sức đặc biệt. Nó không cần thùng, không cần màng loa mà vẫn phát ra âm thanh rất trong trẻo, chính xác, độ méo cực thấp. Loa này thường đóng vai trò của loa treble. Nguyên lý loa plasma rất đơn giản, nó có một bộ phóng điện gắn với một biến thế cao áp ở đầu ra của một ampli công suất. Ampli này điều khiển biến thế có điện áp ra lên tới hàng ngàn vôn theo tín hiệu âm thanh. Kích cỡ của ngọn lửa phát ra từ que phóng điện đó cũng thay đổi theo, do vậy, áp suất không khí xung quanh ngọn lửa cũng biến đổi. Bạn sẽ được nghe những âm thanh phát ra trực tiếp trong không khí mà không hề thấy có tấm mành loa nào rung động. Tiếng tuy hơi nhỏ nhưng bù lại rất trong trẻo, âm thanh lan tỏa đều trong phòng nhạc.
Đây là loại loa hết sức đặc biệt. Nó không cần thùng, không cần màng loa mà vẫn phát ra âm thanh rất trong trẻo, chính xác, độ méo cực thấp. Loa này thường đóng vai trò của loa treble. Nguyên lý loa plasma rất đơn giản, nó có một bộ phóng điện gắn với một biến thế cao áp ở đầu ra của một ampli công suất. Ampli này điều khiển biến thế có điện áp ra lên tới hàng ngàn vôn theo tín hiệu âm thanh. Kích cỡ của ngọn lửa phát ra từ que phóng điện đó cũng thay đổi theo, do vậy, áp suất không khí xung quanh ngọn lửa cũng biến đổi. Bạn sẽ được nghe những âm thanh phát ra trực tiếp trong không khí mà không hề thấy có tấm mành loa nào rung động. Tiếng tuy hơi nhỏ nhưng bù lại rất trong trẻo, âm thanh lan tỏa đều trong phòng nhạc.
Theo Nghe Nhìn Việt Nam
